Oksigjeni u grumbullua për herë të parë në atmosferën e Tokës rreth 2.4 miliardë vjet më parë, gjatë Ngjarjes së Madhe të Oksidimit. Një enigmë e gjatë ka qenë që të dhënat gjeologjike sugjerojnë se bakteret e hershme po fotosintezonin dhe çlironin oksigjen qindra miliona vjet përpara. Ku po shkonte ky oksigjen?
Diçka po e pengonte rritjen e oksigjenit. Një interpretim i ri i shkëmbinjve miliarda vite të vjetër zbulon se gazrat vullkanikë janë "fajtorët" e mundshëm. Studimi i udhëhequr nga Universiteti i Uashingtonit u botua në qershor në revistën me akses të hapur "Nature Communications".
"Ky studim ringjall një hipotezë klasike për evolucionin e oksigjenit atmosferik", tha autori kryesor Shintaro Kadoya, një studiues postdoktoral i UW në shkencat e Tokës dhe hapësirës. "Të dhënat demonstrojnë se një evolucion i mantelit të Tokës mund të kontrollojë një evolucion të atmosferës së Tokës, dhe ndoshta edhe evolucionin të jetës."
Jeta shumëqelizore ka nevojë për një furnizim të përqendruar të oksigjenit, prandaj akumulimi i oksigjenit është thelbësor për evolucionin e jetës oksigjen-frymëmarrëse në Tokë.
"Nëse ndryshimet në mantel kontrollojnë oksigjenin atmosferik, siç sugjeron ky studim, atëherë manteli pa diskutim që mund të vendosë një ritëm të evolucionit të jetës," tha Kadoya.
Ky punim i ri është ndërtuar mbi një studim të vitit 2019 që gjeti se manteli i hershëm i Tokës ishte shumë më pak i oksiduar, ose ndryshe përmbante më shumë substanca që mund të reagojnë me oksigjen, sesa manteli modern. Ai studim i shkëmbinjve antikë vullkanikë, deri në 3.55 miliardë vjeç, u mblodh nga vendet që përfshinin Afrikën e Jugut dhe Kanadanë.
Gjatë periudhës "Archean", atëherë kur vetëm jeta mikrobiale ishte e përhapur në Tokë, Toka ishte më aktive me vullkane sesa sot. Shpërthimet vullkanike ushqehen nga magma e cila është një përzierje e shkëmbit të shkrirë dhe gjysmë të shkrirë, si dhe nga gazra që çlirohen edhe kur vullkani nuk po shpërthen.
Disa nga ato gazra reagojnë me oksigjen, ose oksidohen, për të formuar komponime të tjera. Kjo ndodh sepse oksigjeni ka prirjen për të qenë i uritur për elektrone, kështu që çdo atom me një ose dy elektrone të mbajtura lirshëm reagon me të. Për shembull, hidrogjeni i lëshuar nga një vullkan kombinohet me çdo oksigjen të lirë, duke hequr atë oksigjen nga atmosfera.
Përbërja kimike e mantelit të Tokës, ose shtresa më e butë e shkëmbinjëve nën koren e Tokës, kontrollon pa diskutim llojet e shkëmbit të shkrirë dhe gazrat që vijnë nga vullkanet. Një mantel i hershëm më pak i oksiduar do të prodhonte më shumë gaze si hidrogjeni që pastaj kombinohen me oksigjen të lirë. Studimi i vitit 2019 tregon se manteli u oksidua gradualisht nga 3.5 miliardë vjet më parë e deri më sot.
Studimi i ri ndërthur ato të dhëna me prova nga shkëmbinjtë e lashtë sedimentarë për të treguar një pikë kthese diku pas 2.5 miliardë vite më parë, kur oksigjeni i prodhuar nga mikrobet arrin të kapërcejë humbjen e tij në gazra vullkanikë dhe prandaj filloi të grumbullohet në atmosferë.
"Në thelb, furnizimi i gazrave vullkanikë të oksidueshëm ishte i aftë të gëlltiste oksigjenin fotosintetik për qindra miliona vjet pasi fotosinteza evoluoi," tha bashkëautori David Catling, një profesor i UW i shkencave të Tokës dhe hapësirës. "Por, ndërsa manteli u bë më i oksiduar, u lëshuan më pak gaze vullkanike të oksidueshme. Pastaj, oksigjeni "përmbyti" ajrin atëherë kur nuk kishte më, mjaftueshëm gazra vullkanik për t'a larguar të gjithë oksigjenin".
Kjo gjë ka implikime në të kuptuarin e shfaqjes së jetës komplekse në Tokë dhe mundësinë e jetës në planete të tjerë.
"Studimi tregon se ne nuk mund të përjashtojmë mantelin e një planeti kur shqyrtojmë evolucionin e sipërfaqes dhe jetës së planetit," tha Kadoya.
Burimi:
https://www.washington.edu/news/2020/06/09/volcanic-activity-and-changes-in-earths-mantle-were-key-to-rise-of-atmospheric-oxygen/
No comments:
Post a Comment